NL1017183C2 - Device and method for detecting explosives by using information from a dual energy scan. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting en werkwijze voor het detecteren van explosieven door gebruik van informatie van een scan met tweevoudige energie.Title: Device and method for detecting explosives by using information from a dual energy scan.

De uitvinding heeft betrekking op werkwijzen en stelsels voor het detecteren van explosieven, meer in het bijzonder op stelsels en werkwijzen voor het detecteren van explosieven die de transmissie en verstrooiing van röntgenstralen analyseren voor het bepalen van één of meer fysieke eigen-5 schappen van een materiaal.The invention relates to methods and systems for detecting explosives, more in particular to systems and methods for detecting explosives that analyze the transmission and scattering of X-rays for determining one or more physical properties of a material .

Verscheidene röntgen-bagagescansystemen zijn bekend voor het detecteren van de aanwezigheid van explosieven en andere verboden items in bagage, voordat de bagage in een commercieel lijntoestel wordt geladen. Een gebruikelijke techniek voor het meten van de dichtheid van een 10 materiaal is om het materiaal aan röntgenstralen bloot te stellen en de hoeveelheid straling te meten die door het materiaal wordt geabsorbeerd, waarbij de absorptie een identificatie is voor de dichtheid. Aangezien veel explosieven kunnen worden gekarakteriseerd door een dichtheidsbereik dat verschilt van dat van andere items die men normaal gesproken in bagage 15 aantreft, kunnen explosieven over het algemeen door een röntgeninrichting worden gedetecteerd.Various X-ray baggage scanning systems are known for detecting the presence of explosives and other prohibited items in baggage before the baggage is loaded into a commercial airliner. A common technique for measuring the density of a material is to expose the material to X-rays and to measure the amount of radiation absorbed by the material, the absorption being an identification for the density. Since many explosives can be characterized by a density range different from that of other items normally found in baggage, explosives can generally be detected by an X-ray device.

De meeste röntgenbagagescansystemen die tegenwoordig in gebruik zijn, zijn van het type "lijn scanner" en omvatten een stationaire röntgenbron, een stationair lineaire detector array, en een transportband 20 voor het transporteren van bagage tussen de bron en het detector array als de bagage door de scanner passeert. De röntgenbron genereert een röntgenbundel, die door de bagage valt en daardoor gedeeltelijk wordt verzwakt en vervolgens wordt ontvangen door het detector array. Gedurende elk meetinterval genereert het detector array gegevens die de 25 integrale dichtheid van het planaire segment van de bagage representeren waar doorheen de röntgenbundel passeert, en deze gegevens worden H gebruikt voor het vormen van één of meerdere rasterlijnen in een twee- dimensionaal beeld. Als de transportband de bagage langs de stationaire bron en detector array transporteert, genereert de scanner een twee- I dimensionaal beeld dat de dichtheid van de bagage weergeeft, zoals gezien I 5 door het stationaire detector array. Het dichtheidsbeeld wordt normaal gesproken weergegeven om te worden geanalyseerd door iemand die de I inrichting bedient.Most x-ray baggage scanning systems currently in use are of the "line scanner" type and include a stationary x-ray source, a stationary linear detector array, and a conveyor belt 20 for transporting luggage between the source and the detector array as the luggage through the scanner passes. The X-ray source generates an X-ray beam which falls through the luggage and is thereby partially attenuated and subsequently received by the detector array. During each measurement interval, the detector array generates data representing the integral density of the planar segment of the baggage through which the X-ray beam passes, and this data is used to form one or more raster lines in a two-dimensional image. As the conveyor belt transports the baggage along the stationary source and detector array, the scanner generates a two-dimensional image representing the density of the baggage, as seen through the stationary detector array. The density image is normally displayed to be analyzed by someone operating the device.

Technieken die gebruikmaken van röntgenbronnen met twee energieniveaus zijn bekend voor het verschaffen van aanvullende informatie 10 omtrent de materiaalkarakteristieken, naast een dichtheidsmeting.Techniques that use X-ray sources with two energy levels are known to provide additional information about the material characteristics, in addition to a density measurement.

I Technieken die gebruikmaken van röntgenbronnen met tweevoudige energie omvatten het meten van de röntgenabsorptiekarakteristiek van een materiaal voor twee verschillende energieniveaus van röntgenstralen.Techniques that use dual energy x-ray sources include measuring the x-ray absorption characteristic of a material for two different energy levels of x-rays.

I Afhankelijk van de calibratie van de scanner, verschaffen metingen met een 15 tweevoudig energieniveau een indicatie van tweevoudige parameters van het te scannen materiaal; de tweevoudige parameters kunnen bijvoorbeeld I in één calibratiestand worden gekozen in de vorm van het atoomgetal van het materiaal en de materiaaldichtheid. In een andere calibratie stand I kunnen de tweevoudige parameters worden gekozen in de vorm van de foto- I 20 elektrische coëfficiënt van het materiaal en de Compton coëfficiënten. In nog I een andere calibratiestand kunnen de tweevoudige parameters worden I gekozen in de vorm van een eerste aanwezig materiaal (bijvoorbeeld: staal) I en in de vorm van een twee aanwezig materiaal (bijvoorbeeld: aluminium).Depending on the calibration of the scanner, measurements with a dual energy level provide an indication of dual parameters of the material to be scanned; for example, the two-fold parameters can be selected in one calibration position in the form of the material's atomic number and material density. In another calibration mode I, the dual parameters can be selected in the form of the photoelectric coefficient of the material and the Compton coefficients. In yet another calibration position, the dual parameters can be selected in the form of a first material present (for example: steel) I and in the form of a two material present (for example: aluminum).

Röntgentechnieken met een tweevoudig energieniveau voor energie- I 25 specifieke reconstructie van röntgencomputertomografie (hierna aangeduid I als CT) beelden worden beschreven in bijvoorbeeld I Robert E. Alvarez en Albert Macovski, "Energy-selective Reconstructions in I X-ray Computerized Tomography" (reconstructie op basis van energie in I röntgen CT), Phys.Med.Biol. 1976, Vol. 21, No. 5, 733-744; en de I 30 Amerikaanse octrooischriften nos. 4.029.963 en 5.132.998. Eén algoritme 3 voor het genereren van zulke tweevoudige parameters uit projectiegegevens van tweevoudige röntgenenergie is bekend als het Alvarez/Macovski Algoritme (hierna aangeduid als AMA).X-ray techniques with a dual energy level for energy-specific reconstruction of X-ray computer tomography (hereinafter referred to as CT) images are described in, for example, Robert E. Alvarez and Albert Macovski, "Energy-selective Reconstructions in I X-ray Computerized Tomography" (reconstruction based on energy in I x-ray CT), Phys.Med.Biol. 1976, Vol. 21, no. 5, 733-744; and U.S. Patent Nos. 4,029,963 and 5,132,998. One algorithm 3 for generating such dual parameters from dual X-ray energy projection data is known as the Alvarez / Macovski Algorithm (hereinafter referred to as AMA).

Eén voorgesteld gebruik voor zulke tweevoudige energietechnieken 5 is gedaan in samenhang met een bagagescanner voor het detecteren voor de aanwezigheid van explosie ven in bagage. Explosieve materialen worden doorgaans gekenmerkt door een bekend bereik van atoomgetallen en zijn daardoor geschikt voor detectie door zulke tweevoudige röntgen-energiebronnen. Eén zo'n tweevoudige energiebron is beschreven in de 10 Amerikaanse octrooiaanvrage met serienummer 08/671.202 getiteld "Improved Dual Energy Power Supply" (verbeterde tweevoudige energie-vermogenstoevoer. (Zaaknummer ANA-094) op naam van dezelfde aanvrager als de onderhavige uitvinding.One proposed use for such dual energy techniques 5 has been made in conjunction with a baggage scanner for detecting the presence of explosions in baggage. Explosive materials are typically characterized by a known range of atomic numbers and are therefore suitable for detection by such dual X-ray energy sources. One such dual energy source is described in U.S. Patent Application Serial No. 08 / 671,202 entitled "Improved Dual Energy Power Supply" (Case ANA-094) in the name of the same applicant as the present invention.

Plastic explosieven vormen een bijzondere uitdaging voor bagage-15 scansystemen omdat ze wegens hun kneedbare aard, in geometrisch vormen kunnen worden gevormd die moeilijk zijn te detecteren. De meeste explosieven die in staat zijn om een vliegtuig aanzienlijk te beschadigen wegen ten minste een halve kilo en zijn voldoende groot in lengte, breedte en hoogte om gemakkelijk te detecteren door röntgen-scansystemen, 20 onafhankelijk van de oriëntatie van het explosief in de bagage. Echter een plastic explosief dat krachtig genoeg is om een vliegtuig te beschadigen, kan worden gevormd als een relatief dunne plaat die zeer klein is in één afmeting en relatief groot is in twee andere afmetingen. Het detecteren van plastic explosieven kan moeilijk zijn, omdat het moeilijk kan zijn om het 25 explosieve materiaal in het beeld te zien, in het bijzonder indien het materiaal zo is opgesteld dat de dunne plaat parallel is met de richting van de röntgenbundel als de plaat door het systeem passeert.Plastic explosives pose a particular challenge to baggage-scanning systems because, due to their malleable nature, they can be formed into geometric shapes that are difficult to detect. Most explosives capable of significantly damaging an aircraft weigh at least half a kilo and are sufficiently large in length, width and height to be easily detected by X-ray scanning systems, regardless of the orientation of the explosive in the baggage. However, a plastic explosive that is powerful enough to damage an aircraft can be formed as a relatively thin plate that is very small in one size and relatively large in two other dimensions. Detecting plastic explosives can be difficult because it can be difficult to see the explosive material in the image, especially if the material is arranged so that the thin plate is parallel to the direction of the X-ray beam as the plate is through the system passes.

De detectie van verdachte bagage benodigt daarom zeer oplettende bedienaars. Zulke vereiste oplettendheid kan als gevolg hebben dat een I bedienaar sneller moe wordt, en zowel moeheid afleiding kan tot gevolg hebben, dat een verdachte koffer ongedetecteerd door het systeem passeert.The detection of suspicious baggage therefore requires very attentive operators. Such required attention may result in an operator becoming tired sooner, and both fatigue distraction may result in a suspicious suitcase passing undetected by the system.

I Men heeft derhalve veel moeite gedaan om een betere röntgen- I scanner te ontwerpen. Zulke ontwerpen zijn bijvoorbeeld beschreven in de 5 Amerikaanse octrooischriften 4.759.047 (Donges et al.); 4.884.289 I (Glockmann et al.); 5.132.988 (Tsutsui et al.); 5.182.764 (Peschmann et al.); I 5.247.561 (Kotowski); 5.319.547 (Grug et al.); 5.367.552 (Peschmann et al.); I 5.490.218 (Krug et al.) en het Duitse Offenlegungsschrift DE 31 503 06 Al (Heimann GmbH).I have therefore made great efforts to design a better X-ray scanner. Such designs are described, for example, in U.S. Patent Nos. 4,759,047 (Donges et al.); 4,884,289 I (Glockmann et al.); 5,132,988 (Tsutsui et al.); 5,182,764 (Peschmann et al.); I, 5,247,561 (Kotowski); 5,319,547 (Grug et al.); 5,367,552 (Peschmann et al.); 5,490,218 (Krug et al.) And the German Offenlegungsschrift DE 31 503 06 A1 (Heimann GmbH).

I 10 Ten minste één van deze ontwerpen, beschreven in de I Amerikaanse octrooischriften no. 5.182.764 (Peschmann et al.) en 5.367.552 I (Peschmann et al.) (hierna genoemd de '764 en '552 octrooischriften), zijn in I de handel gebracht en worden hierna aangeduid als de "Invision Machine".At least one of these designs described in U.S. Patent Nos. 5,182,764 (Peschmann et al.) And 5,367,552 (Peschmann et al.) (Hereinafter referred to as the '764 and' 552 patents) are placed on the market and hereinafter referred to as the "Invision Machine".

I De Invision Machine omvat een CT scanner van het type derde generatie, I 15 dat normaal gesproken een röntgenbron en röntgendetectorsysteem omvat, die respectievelijk op diametraal tegenover elkaar gelegen zijden van een I ringvormig platform of schijf zijn gelegen. De schijf is roteerbaar bevestigd I in een portaalsteun, zodat in bedrijf de schijf voortdurend roteert rond een I rotatieas , terwijl röntgenbundels afkomstig uit de bron door een object op I 20 het detectorsysteem vallen, welk object in de opening van de schijf is I opgesteld.The Invision Machine comprises a CT scanner of the third generation type, which normally comprises an X-ray source and X-ray detector system, which are respectively located on diametrically opposite sides of an annular platform or disk. The disk is rotatably mounted in a portal support, so that in operation the disk rotates continuously about an axis of rotation, while X-rays from the source fall through an object onto the detector system, which object is arranged in the opening of the disk.

Het detectorsysteem kan een lineair array van detectoren I omvatten dat in een enkele rij is opgesteld in de vorm van een cirkelboog I met een krommingscentrum in het brandpunt van de röntgenbron, d.w.z.The detector system may comprise a linear array of detectors I arranged in a single row in the form of a circular arc I with a center of curvature at the focal point of the X-ray source, i.e.

I 25 het punt in de röntgenbron van waaruit de röntgenbundels uittreden. De I röntgenbron wekt een waaiervormige bundel röntgenstralen op, of I waaierbundel, die vanuit het brandpunt uittreedt, en door een planairThe point in the X-ray source from which the X-ray beams emerge. The I x-ray source generates a fan-shaped beam of X-rays, or I fan beam, which exits from the focal point, and through a planar

beeldvormend veld passeert, en door de detectoren wordt ontvangen. De CTimaging field, and received by the detectors. The CT

I scanner omvat een coördinaatsysteem dat is gedefinieerd door X-, Y- en Z- 30 assen, waarbij de assen elkaar snijden en allen loodrecht ten opzichte van 5 elkaar zijn georiënteerd in het rotatiecentrum van de schijf, waarbij de schijf rond de rotatieas draait. Dit rotatiecentrum wordt in het algemeen aangeduid als het "isocentrum". De Z-as wordt gedefinieerd door de rotatieas en de X- en de Y-assen worden gedefinieerd door en liggen in het 5 planaire beeldvormende veld. De waaierbundel wordt aldus gedefinieerd als het ruimtelijk volume dat ligt tussen een puntbron, d.w.z. het brandpunt, en de ontvangende oppervlakken van de detectoren van het detector array dat blootgesteld is aan de röntgenbundel. Omdat de afmeting van de ontvangende oppervlakken van het lineaire array van detectoren relatief 10 gering is in de richting van de Z-as, is de waaierbundel ontworpen om eveneens relatief gering te zijn in de Z-as richting. Elke detector genereert een uitvoersignaal dat de intensiteit van de röntgenbundels weergeeft die op de detector invallen. Aangezien de röntgenbundels gedeeltelijk worden verzwakt door de massa in hun baan, is het uitvoersignaal dat door elke 15 detector wordt opgewekt, representatief voor de dichtheid van de massa die is opgesteld in het beeldvormend veld tussen de röntgenbron en de detector.I scanner comprises a coordinate system defined by X, Y and Z axes, the axes intersecting each other and all being oriented perpendicular to each other in the rotation center of the disc, the disc rotating about the axis of rotation. This rotation center is generally referred to as the "isocenter". The Z axis is defined by the axis of rotation and the X and Y axes are defined by and are in the planar imaging field. The fan beam is thus defined as the spatial volume that lies between a point source, i.e., the focal point, and the receiving surfaces of the detectors of the detector array that is exposed to the X-ray beam. Because the size of the receiving surfaces of the linear array of detectors is relatively small in the Z-axis direction, the fan beam is designed to also be relatively small in the Z-axis direction. Each detector generates an output signal that displays the intensity of the X-ray beams incident on the detector. Since the x-ray beams are partially attenuated by the mass in their trajectory, the output signal generated by each detector is representative of the density of the mass arranged in the imaging field between the x-ray source and the detector.

Terwijl de schijf roteert, wordt het detectorarray periodiek bemonsterd, waarbij voor elk meetinterval elk van de detectoren in het detector array een uitvoersignaal genereert dat de dichtheid van een deel 20 van het object weergeeft dat gedurende dat interval is gescand. De verzameling van alle uitvoersignalen, die voor elk meetinterval door alle detectoren wordt opgewekt in een enkelvoudige detector array wordt aangeduid als "projectie" of ook wel als "view" en de hoekoriëntatie van de schijf (en de overeenkomstige hoekoriëntaties van de röntgenbron en het 25 detector array) gedurende het opwekken van een projectie, wordt aangeduid als de "projectiehoek". Bij iedere projectiehoek neemt de baan van röntgenstralen, ook wel "straal" genoemd, vanuit het brandpunt naar elke detector in doorsnede toe van een puntbron naar het ontvangend oppervlak van de detector, waarmee men aanneemt dat de dichtheidsmeting wordt 6 vergroot, omdat het ontvangend oppervlak van de detector groter is dan elke dwarsdoorsnede van het object waar doorheen de straal passeert.While the disk is rotating, the detector array is sampled periodically, with each of the detectors in the detector array generating for each measurement interval an output signal representing the density of a portion of the object scanned during that interval. The set of all output signals generated by all detectors for each measurement interval in a single detector array is referred to as "projection" or also as "view" and the angular orientation of the disk (and the corresponding angular orientations of the X-ray source and the X-ray source). detector array) during the generation of a projection, is referred to as the "projection angle". At each projection angle, the trajectory of X-rays, also referred to as "beam", increases in diameter from the focal point to each detector from a point source to the receiving surface of the detector, assuming that the density measurement is increased because the receiving surface is increased. of the detector is larger than any cross-section of the object through which the beam passes.

Terwijl de schijf rond het te scannen object roteert, wekt de scanner een aantal projecties en overeenkomstige projectiehoeken op. Door 5 gebruik te maken van bekende algoritmen kan een CT beeld van het object worden gegenereerd van alle projectiegegevens die bij elke projectiehoek worden verzameld. Het CT beeld stelt een dichtheid van een tweedimensionale "plaque" van het object voor, waardoor de waaierbundel is gepasseerd gedurende de rotatie van de schijf bij verschillende 10 projectiehoeken. De resolutie van het CT beeld wordt gedeeltelijk bepaald door de breedte van het ontvangende oppervlak van de afzonderlijke detectoren in het vlak van de waaierbundel, waarbij de breedte van de detector wordt gedefinieerd als de afmeting die in dezelfde richting wordt gemeten als de breedte van de waaierbundel, terwijl de lengte van de 15 detector wordt gedefinieerd als de afmeting die wordt gemeten in een richting loodrecht op de waaierbundel en parallel aan de rotatie- of Z-as van de scanner. In het algemeen is de resolutie van het CT beeld omgekeerd evenredig met de breedte van het ontvangend oppervlak van elke detector in het vlak van de waaierbundel.As the disc rotates around the object to be scanned, the scanner generates a number of projections and corresponding projection angles. By making use of known algorithms, a CT image of the object can be generated from all projection data collected at each projection angle. The CT image represents a density of a two-dimensional "plaque" of the object, through which the fan beam has passed during the rotation of the disk at different projection angles. The resolution of the CT image is partly determined by the width of the receiving surface of the individual detectors in the plane of the fan beam, the width of the detector being defined as the size measured in the same direction as the width of the fan beam while the length of the detector is defined as the dimension measured in a direction perpendicular to the fan beam and parallel to the rotation or Z axis of the scanner. In general, the resolution of the CT image is inversely proportional to the width of the receiving surface of each detector in the plane of the fan beam.

20 Figuren 1, 2 en 3 geven respectievelijk een perspectief aanzicht weer, een einddoorsnede en radiale doorsneden, van een typerend bagagescansysteem 100, dat een transportsysteem 110 omvat voor het continu transporteren van bagage 112 in een richting die wordt aangeduid door pijl 114 door een centrale opening van een CT scansysteem 120. Het 25 transportsysteem omvat door een motor aangedreven transportbanden voor het vervoeren van de bagage. Transportsysteem 110 wordt weergegeven met een aantal individuele transportsecties 122; andere vormen van transportsystemen kunnen echter ook worden toegepast.Figures 1, 2 and 3 respectively show a perspective view, an end section and radial sections, of a typical baggage scanning system 100, which comprises a transport system 110 for the continuous transport of baggage 112 in a direction indicated by arrow 114 through a center opening of a CT scanning system 120. The transport system comprises motor-driven conveyor belts for transporting the luggage. Transport system 110 is shown with a number of individual transport sections 122; however, other forms of transport systems can also be used.

Het CT scansysteem 120 omvat een ringvormig roterend platform 30 of schijf 124, dat binnen een portaalsteun 125 is opgesteld voor het roteren 7 rond een rotatieas 127 (in fig. 3 weergegeven), die bij voorkeur parallel in de bewegingsrichting van de bagage 112 is. Schijf 124 wordt aangedreven rond rotatieas 127 door een willekeurig geschikt aandrijfmechanisme, zoals een band 116 en een door een motor aangedreven systeem 118, of een 5 willekeurig ander geschikt aandrijfmechanisme, zoals bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift nr. 5.473.657 van 5 december 1995 op naam van Gilbert McKenna met de titel "X-ray Tomographic Scanning System", (Röntgen Tomografie Scan Systeem) (Zaaknummer ANA-30CON) eveneens op naam van huidige aanvraagster. Het roterend 10 platform 124 definieert een centrale opening 126 waardoor een transportsysteem 110 bagage 112 transport. Het systeem 120 omvat een röntgenbuis 128 en een detectorarray 130 die zich op diametraal ten opzichte van elkaar opgestelde zijden van het platform 124 bevinden. Het detectorarray 130 kan een twee-dimensionaal array zijn zoals het array dat 15 is beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvrage met de titel "AreaThe CT scanning system 120 includes an annular rotating platform 30 or disc 124 disposed within a gantry support 125 for rotating 7 about an axis of rotation 127 (shown in FIG. 3), which is preferably parallel in the direction of movement of the luggage 112. Disc 124 is driven about axis of rotation 127 by any suitable drive mechanism, such as a belt 116 and a motor-driven system 118, or any other suitable drive mechanism, such as described, for example, in U.S. Patent No. 5,473,657 of December 5, 1995 in the name of Gilbert McKenna with the title "X-ray Tomographic Scanning System", (X-ray Tomography Scan System) (Case number ANA-30CON) also in the name of the current applicant. The rotating platform 124 defines a central opening 126 through which a transport system 110 transports luggage 112. The system 120 includes an X-ray tube 128 and a detector array 130 located on diametrically opposed sides of the platform 124. The detector array 130 may be a two-dimensional array such as the array described in the U.S. patent application entitled "Area

Detector Array for Computed Tomography Scanning System", (oppervlakte detector array voor CT Scansysteem) (Zaaknummer ANA-137), van dezelfde aanvraagster. Het systeem 120 omvat verder een data acquisitiesysteem (DAS) 134 voor het ontvangen en verwerken van signalen die door detector 20 array 130 zijn opgewekt, en een röntgenbuisregelsysteem 136 voor het verschaffen van vermogen aan, en het anderszins regelen van de werking van röntgenbuis 128. Het systeem 120 is verder bij voorkeur voorzien van een computersysteem (niet weergegeven) voor het verwerken van de uitvoer van het data-acquisitiesysteem 134 en voor het verder genereren van de 25 noodzakelijke signalen voor de werking en het besturen van systeem 120. Het computersysteem kan eveneens omvatten een beeldmonitor omvatten voor het weergeven van informatie en gegenereerde beelden. Systeem 120 omvat eveneens schermen 138, die van bijvoorbeeld lood kunnen zijn vervaardigd, voor het verhinderen dat straling uit de portaalopstelling 125 30 lekt.Detector Array for Computed Tomography Scanning System "(surface detector array for CT Scanning System) (Case number ANA-137) from the same applicant. The system 120 further comprises a data acquisition system (DAS) 134 for receiving and processing signals transmitted by the detector Array 130 are generated, and an X-ray tube control system 136 for providing power to and otherwise controlling the operation of X-ray tube 128. The system 120 is further preferably provided with a computer system (not shown) for processing the output of the data acquisition system 134 and for further generating the necessary signals for the operation and control of system 120. The computer system may also include an image monitor for displaying information and generated images, and system 120 also includes screens 138 which can be made of, for example, lead, to prevent radiation from the gantry arrangement 1 25 30 is leaking.

H De röntgenbuis 128 kan aan piramidevormige bundel genereren, ook wel aangeduid als "kegelbundel" 132, van röntgenstralen die door een drie-dimensionaal beeldvormend veld passeren, waar doorheen transportsysteem 110 bagage 112 transporteert. Nadat de kegelbundel 132 H 5 door de bagage passeert die in het beeldvormend veld is opgesteld, ontvangt het detector array 130 de kegelbundel 132 en genereert signalen, die representatief zijn voor de dichtheid van de blootgestelde delen bagage 112.H The X-ray tube 128 can generate a pyramid-shaped beam, also referred to as "cone beam" 132, from X-rays passing through a three-dimensional imaging field through which transport system 110 carries luggage 112. After the cone beam 132 H5 passes through the baggage arranged in the imaging field, the detector array 130 receives the cone beam 132 and generates signals representative of the density of the exposed portions of baggage 112.

De bundel definieert daardoor een ruimtelijk scanvolume. Platform 124 draait rond rotatieas 127, waardoor de röntgenbron 128 en detector array H 10 130 in cirkelvormige banen rond bagage 112 worden getransporteerd, terwijl transportsysteem 110 de bagage continu door de centrale opening 126 transporteert, voor het genereren van een aantal projecties op overeen- komstige projectiehoeken.The bundle therefore defines a spatial scan volume. Platform 124 rotates around axis of rotation 127, whereby the X-ray source 128 and detector array H 10 130 are transported in circular paths around baggage 112, while transport system 110 continuously transports baggage through the central aperture 126, for generating a number of projections at corresponding projection angles.

Pre-reconstructie analyse, post-reconstructie analyse en 15 meervoudige projectie/non-CT analyse zijn drie bekende technieken die over het algemeen worden toegepast voor gebruik bij tweevoudige energie- röntgenbronnen voor materiaalanalyse (bijvoorbeeld in een bagagescanner voor het detecteren van de aanwezigheid van explosieven in de bagage). Bij een pre-reconstructie analyse is de signaalstroom zoals weergegeven in 20 fig. 4. De scanner 120 is soortgelijk aan die in fig. 1 en heeft een röntgen- H bron die een waaierbundel kan produceren op twee afzonderlijke energie- I niveaus (d.w.z. tweevoudige energie). Het DAS 134 ontvangt signalen die door detector array 130 zijn opgewekt op discrete hoekposities van het roterend platform 124 en geeft de signalen naar het pre-processing element I 25 206 door. Het pre-processing element 206 hergroepeert de gegevens die het I van het DAS 134 ontvangt, teneinde de opvolging van de afzonderlijke I mathematische verwerkingsstappen te optimaliseren. Het pre-processing I element 206 corrigeert eveneens de gegevens van het DAS 134 met I betrekking tot detectortemperatuur, intensiteit van de primaire bundel, I 30 versterking en offset, en andere bepaalbare foutfactoren. Ten slotte onttrekt 9 het pre-processing element 206 gegevens die met de weergave van het hoge energieniveau samenhangen en zendt deze naar kanaal 208 voor hoge energieën, en zendt de gegevens met betrekking tot de weergave op een laag energieniveau naar kanaal 210 voor lage energieën. Projectie-computer 212 5 ontvangt projectiegegevens van het hoge energiekanaal 208 en het lage energiekanaal 210 en voert het Alvarez/Macovski algoritme uit voor het produceren van een eerste gegevensstroom van projectiegegevens 214 die afhangen van een eerste materiaalparameter van materiaal dat gescand wordt en een tweede gegevensstroom van projectiegegevens 216 die 10 afhangen van een tweede parameter van het te scannen materiaal. De eerste parameter is vaak het atoomgetal en de tweede parameter is vaak de materiaaldichtheid, hoewel andere parameters kunnen worden gekozen.Pre-reconstruction analysis, post-reconstruction analysis and multiple projection / non-CT analysis are three well-known techniques that are generally applied for use with dual energy X-ray sources for material analysis (e.g. in a baggage scanner for detecting the presence of explosives in the luggage). In a pre-reconstruction analysis, the signal flow is as shown in Fig. 4. The scanner 120 is similar to that in Fig. 1 and has an X-ray source that can produce a fan beam at two separate energy levels (ie, dual) energy). The DAS 134 receives signals generated by detector array 130 at discrete angular positions of the rotating platform 124 and transmits the signals to the pre-processing element I 206. The pre-processing element 206 regroups the data that the I receives from the DAS 134 in order to optimize the follow-up of the individual I mathematical processing steps. The pre-processing I element 206 also corrects the data from the DAS 134 with respect to detector temperature, intensity of the primary beam, gain and offset, and other determinable error factors. Finally, 9 the pre-processing element 206 extracts data associated with the high energy level display and sends it to high energy channel 208, and sends the data related to the low energy level display to low energy channel 210. Projection computer 212 receives projection data from the high energy channel 208 and the low energy channel 210 and executes the Alvarez / Macovski algorithm to produce a first data stream of projection data 214 that depends on a first material parameter of material being scanned and a second data stream of projection data 216 that depend on a second parameter of the material to be scanned. The first parameter is often the atomic number and the second parameter is often the material density, although other parameters can be chosen.

Een eerste reconstructiecomputer 218 ontvangt de eerste projectiegegevensstroom 214 en wekt een CT beeld op van de projectieseries, 15 die overeenkomen met de eerste materiaalparameter. Een tweede reconstructiecomputer 220 ontvangt de tweede projectiegegevensstroom 216 en wekt een CT beeld op van de projectieseries, die overeenkomen met de tweede materiaalparameter.A first reconstruction computer 218 receives the first projection data stream 214 and generates a CT image of the projection series 15 corresponding to the first material parameter. A second reconstruction computer 220 receives the second projection data stream 216 and generates a CT image of the projection series corresponding to the second material parameter.

Bij post-reconstructie analyse is de signaalstroom zoals in fig. 5 is 20 weergegeven. Zoals beschreven voor de pre-processing analyse, ontvangt pre-processing element 206 gegevens van het DAS 134, voert hierop verscheidene bewerkingen uit en verzendt de gegevens die overeenkomen met hoge energieniveaus naar een kanaal 208 voor hoge energie en verzendt de gegevens overeenkomend met lage energieniveaus naar een lage energie 25 kanaal 210. Een eerste reconstructie-computer 218 ontvangt de projectiegegevens van de hoge energiebaan 208 en genereert een CT beeld overeenkomend met de hoge energieniveaus van de projectieseries. Een tweede reconstructie-computer 220 ontvangt de projectiegegevens van het lage energie kanaal 210 en wekt een CT beeld op dat overeenkomt met de 30 lage energieniveaus van de projectieseries. Een projectie-computer 212 I 10 I ontvangt de hoge energie CT data 222 en de lage energie CT data 224 en I voert de AMA verwerking uit voor het produceren van CT gegevens 226 die I afhangen van een eerste parameter van het te scannen materiaal en een I tweede stroom projectiegegevens 228 die afhangen van een tweede I 5 parameter van het te scannen materiaal.In post-reconstruction analysis, the signal flow is as shown in FIG. As described for the pre-processing analysis, pre-processing element 206 receives data from the DAS 134, performs various operations on it, and transmits the data corresponding to high energy levels to a high energy channel 208 and transmits the data corresponding to low energy levels to a low energy channel 210. A first reconstruction computer 218 receives the projection data from the high energy path 208 and generates a CT image corresponding to the high energy levels of the projection series. A second reconstruction computer 220 receives the projection data from the low energy channel 210 and generates a CT image corresponding to the low energy levels of the projection series. A projection computer 212 I 10 I receives the high energy CT data 222 and the low energy CT data 224 and I performs the AMA processing to produce CT data 226 that depends on a first parameter of the material to be scanned and a A second stream of projection data 228 that depends on a second parameter of the material to be scanned.

I Bij meervoudige projectie/non-CT analyse, is de signaalstroom zoals in fig. 6 is weergegeven. Zoals hiervoor beschreven voor pre-processing analyse, ontvangt pre-processing element 206 gegevens van het DAS 134, voert hierop verscheidene bewerkingen uit en verzendt de gegevens 10 overeenkomend met de hoge energieniveaus aan het hoge energie kanaal I 208 en verzendt de gegevens overeenkomend met de lage energieniveaus naar het lage energie kanaal 210. Een projectie-computer 212 ontvangt de I hoge energie projecties en de lage energie projecties via een I gegevensselectieinrichting 230, en voert de AMA bewerking uit voor het 15 produceren van een eerste projectiegegevensstroom 214 die afhangt van een eerste parameter van het te scannen materiaal en een tweede I projectiegegevensstroom 216 die afhangt van een tweede parameter van het te scannen materiaal. De gegevensselectieinrichting 230 selecteert projectiegegevens die overeenkomen met een aantal specifieke 20 beeldweergaven in reactie op commando's van ruimtelijke computer 232. De ruimtelijke computer 232 benut een aantal systeemparameters voor het vaststellen welke beeldweergaven geselecteerd dienen te worden. In tegenstelling tot de pre- en post-reconstructie analyse, vereist de meervoudige projectie/non-CT analyse slechts een gering aantal projecties 25 van het scansysteem 120. Aangezien een volledige CT reconstructie nooit wordt uitgevoerd, vereist deze analyse techniek niet dat het volledig bereik van projectiehoeken beschikbaar is. De verminderde hoeveelheid projecties en het ontbreken van CT analyse vermindert de procesbelasting van het systeem aanzienlijk. Deze techniek is echter niet betrouwbaar voor H 30 bomdetectietoepassingen, tenzij het explosief het enige object in de 11 projectiebaan is. Deze techniek werkt in het bijzonder goed indien het object, naast dat het het enige object in de baan is, een bekende dikte heeft die beschikbaar is voor het detectie algoritme. Bij systemen van de stand van de techniek wordt een grote inspanning geleverd voor het bepalen welke 5 van een klein aantal projecties een optimaal helder beeld verschaffen van het verdachte explosief, vrij van overlappende niet-explosieve materialen.In multiple projection / non-CT analysis, the signal flow is as shown in FIG. As described above for pre-processing analysis, pre-processing element 206 receives data from the DAS 134, performs various operations thereon, and transmits the data 10 corresponding to the high energy levels to the high energy channel I 208 and transmits the data corresponding to the low energy levels to the low energy channel 210. A projection computer 212 receives the I high energy projections and the low energy projections via an I data selection device 230, and performs the AMA operation to produce a first projection data stream 214 that depends on a first parameter of the material to be scanned and a second projection data stream 216 that depends on a second parameter of the material to be scanned. The data selection device 230 selects projection data corresponding to a number of specific image displays in response to commands from spatial computer 232. The spatial computer 232 utilizes a number of system parameters to determine which image displays are to be selected. In contrast to the pre- and post-reconstruction analysis, the multiple projection / non-CT analysis requires only a small number of projections from the scanning system 120. Since a full CT reconstruction is never performed, this analysis technique does not require the full range of projection angles is available. The reduced amount of projections and the absence of CT analysis considerably reduces the process load of the system. However, this technique is not reliable for H 30 bomb detection applications unless the explosive is the only object in the 11 projection trajectory. This technique works particularly well if, in addition to being the only object in the web, the object has a known thickness available for the detection algorithm. In prior art systems, a great effort is made to determine which of a small number of projections provide an optimally clear view of the suspect explosive, free from overlapping non-explosive materials.

Het is een doel van de uitvinding om bovengenoemde nadelen van de stand van techniek te vermijden.It is an object of the invention to avoid the aforementioned disadvantages of the prior art.

Het is een verder doel van de uitvinding om een systeem te 10 verschaffen voor het detecteren van explosieven de rekenbelasting vermindert die kenmerkend is voor de CT systemen van de stand van de techniek.It is a further object of the invention to provide a system for detecting explosives which reduces the computational load characteristic of the prior art CT systems.

Het is een ander doel van de uitvinding om een systeem te verschaffen voor het detecteren van explosieven met een grotere 15 betrouwbaarheid voor het verkrijgen van een helder, optimaal beeld van het verdachte explosief.It is another object of the invention to provide a system for detecting explosives with a greater reliability for obtaining a clear, optimum image of the suspect explosive.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en systeem voor het detecteren van explosieven onder gebruikmaking van tweevoudige energieinformatie van een scan. Het te detecteren object heeft ten minste 20 twee meetbare fysieke kenmerken, bijvoorbeeld het atoomgetal en de dichtheid, en bevindt zich in een gebied dat ten minste door een longitudinale as wordt gedefinieerd. De eerste werkwijzestap is het scannen van het gebied voor het genereren van scandata die het gebied weergeven. Het scannen wordt uitgevoerd door het aan tegenovergestelde zijden van het 25 gebied verschaffen van een stralingsbron die op ten minste twee energie niveaus kan stralen, en een detector array. De stralingsbron wordt dan rond de longitudinale as geroteerd, terwijl de stralingsbron straling uitzendt naar het detector array. Het detector array ontvangt straling van het gebied voor het genereren van scandata op elk vermogensniveau in het gebied.The invention relates to a method and system for detecting explosives using dual energy information from a scan. The object to be detected has at least two measurable physical characteristics, for example the atomic number and the density, and is in an area defined at least by a longitudinal axis. The first method step is to scan the area to generate scan data representing the area. Scanning is performed by providing a radiation source that can radiate at least two energy levels on opposite sides of the area, and a detector array. The radiation source is then rotated around the longitudinal axis, while the radiation source emits radiation to the detector array. The detector array receives radiation from the area for generating scan data at each power level in the area.

I 12 I De tweede stap is het definiëren van ten minste één planair I segment van beeldgegevens dat overeenstemt met een aantal posities langs I de longitudinale as van het gebied. Elk van de beeldsegmenten definieert I een aantal scanprojecties, die worden verkregen van respectieve I 5 waarneemhoeken gedurende de scanstap, waarbij elke scanprojectie scangegevens bevat met betrekking tot de respectieve waarneemhoek.The second step is to define at least one planar I segment of image data that corresponds to a number of positions along the longitudinal axis of the area. Each of the image segments defines a number of scan projections, which are obtained from respective observation angles during the scanning step, each scan projection comprising scan data with respect to the respective observation angle.

De derde stap van de werkwijze is het selecteren van ten minste I één vrije baan met scanprojectiegegevens van het segment beeldgegevens, en het selecteren van een eerste groep scangegevens op een eerste 10 energieniveau en een tweede groep scangegevens op het tweede energieniveau, waarbij elke groep gegevens overeenkomt met genoemde I vrije baan-projectie. De vrije baan-projectie omvat ten minste het te detecteren object.The third step of the method is to select at least one free path with scan projection data from the image data segment, and to select a first group of scan data at a first energy level and a second group of scan data at the second energy level, each group of data corresponds to said free-job projection. The free-lane projection comprises at least the object to be detected.

De vierde stap van de werkwijze is het genereren van de eerste en 15 tweede groepen scangegevens, een eerste waarde die het eerste fysieke kenmerk weergeeft en een tweede waarde die het tweede fysieke kenmerk weergeeft.The fourth step of the method is to generate the first and second groups of scan data, a first value representing the first physical characteristic and a second value representing the second physical characteristic.

De vijfde en laatste stap van de werkwijze is het herkennen en identificeren van het object als functie van de eerste waarde en de tweede 20 waarde.The fifth and final step of the method is recognizing and identifying the object as a function of the first value and the second value.

H Overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de vrije baan-projectie verder alleen te detecteren object; een groep scangegevens voor die projectie omvat geen informatie met betrekking tot andere objecten in het gebied.H According to a preferred embodiment of the invention, the free-path projection further comprises only object to be detected; a group of scan data for that projection does not include information regarding other objects in the area.

25 In een andere uitvoeringsvorm omvat de stap van het genereren H van twee waarden, die elk corresponderen met een bepaalde fysieke H eigenschap van het object, verder het verwerken van de eerste en tweede H groepen scangegevens met een computersysteem dat is geprogrammeerd voor het uitvoeren van het Alvarez/Macovski algoritme. Het resultaat van H 30 verwerking van eerste en tweede groepen scangegevens is het produceren 13 van een eerste waarde die overeenkomt met een eerste fysieke kenmerk van het object, bijvoorbeeld het atoomgetal, en een tweede waarde die overeenkomt met een tweede fysieke kenmerk, bijvoorbeeld de dichtheid van het object.In another embodiment, the step of generating H of two values, each corresponding to a particular physical H property of the object, further comprises processing the first and second H groups of scan data with a computer system programmed to perform the Alvarez / Macovski algorithm. The result of H 30 processing of first and second groups of scan data is to produce 13 a first value corresponding to a first physical characteristic of the object, for example the atomic number, and a second value corresponding to a second physical characteristic, for example the density of the object.

5 In nog een andere uitvoeringsvorm omvat de werkwijze van de uitvinding verder het selecteren van een tweede vrije-baanprojectie van het object.In yet another embodiment, the method of the invention further comprises selecting a second free-path projection of the object.

In nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de stap van het selecteren van ten minste één vrije baan-scanprojectie van het 10 segment beeldgegevens verder de stap van het bepalen van een lineaire afmeting (d.w.z. de dikte) van het te scannen materiaal langs een as, die wordt gedefinieerd door de straalbaan tussen de röntgenbron en het detector array wanneer het roterend platform zich op de vrije baanhoek bevindt. De lineaire afmeting van het materiaal langs deze as kan worden gebruikt als 15 parameter voor het vaststellen van waarden die de eerste en tweede fysieke kenmerken weergeven.In yet another embodiment of the invention, the step of selecting at least one free-path scan projection of the segment image data further comprises the step of determining a linear size (ie the thickness) of the material to be scanned along an axis , which is defined by the ray path between the X-ray source and the detector array when the rotating platform is at the free path angle. The linear dimension of the material along this axis can be used as a parameter for determining values representing the first and second physical characteristics.

Voorgaande en andere doelen van de uitvinding, de kenmerken daarvan, alsmede de uitvinding zelf kunnen vollediger worden begrepen uit de volgende omschrijving, in samenhang met de begeleidende tekening, 20 waarbij: figuur 1 een perspectiefweergave weergeeft van een bagage-scansysteem volgens de uitvinding; figuur 2 een weergave van het uiteinde in dwarsdoorsnede van het systeem in figuur 1 weergeeft; 25 figuur 3 een radiale weergave van een doorsnede van het systeem van figuur 1 weergeeft; figuur 4 een signaalstroomdiagram weergeeft van een systeem dat pre-reconstructie analyse kan uitvoeren; figuur 5 een signaalstroomdiagram weergeeft van een systeem dat 30 een post-reconstructie analyse kan uitvoeren; I 14 I figuur 6 een signaalstroomdiagram weergeeft van een systeem dat I een meervoudige projectie/non-CT analyse kan uitvoeren; I figuur 7 een signaalstroomdiagram weergeeft van een explosief detectiesysteem dat is ingericht volgens de uitvinding; en I 5 figuur 8 een signaalstroomdiagram weergeeft van het explosieve detectiesysteem met een materiaal-analysecomputer.The foregoing and other objects of the invention, the features thereof, and the invention itself can be more fully understood from the following description, in conjunction with the accompanying drawing, wherein: Figure 1 shows a perspective view of a baggage scanning system according to the invention; Figure 2 represents a cross-sectional view of the system in Figure 1; Figure 3 represents a radial representation of a cross-section of the system of figure 1; Figure 4 represents a signal flow diagram of a system that can perform pre-reconstruction analysis; Figure 5 shows a signal flow diagram of a system that can perform a post-reconstruction analysis; Figure 6 shows a signal flow diagram of a system that can perform a multiple projection / non-CT analysis; Figure 7 represents a signal flow diagram of an explosive detection system which is arranged according to the invention; and figure 8 represents a signal flow diagram of the explosive detection system with a material analysis computer.

I De uitvinding heeft betrekking op een explosieve detectiesysteem I waarin tweevoudige energie-informatie van een scan wordt benut. In het I 10 bijzonder bepaalt de uitvinding bepaalde kenmerken en fysieke parameters I van een te onderzoeken materiaal dat wordt gegenereerd door een relatief I klein aantal hoge en lage energieprojectiebeelden van een röntgenscanner, zoals deze is beschreven voor meervoudige projectie/non-CT analyse, maar I ruimtelijke informatie van een CT-reconstructie benut van of een groep I 15 hoge energieprojecties of een groep lage groep energieprojecties voor het selecteren van de beste weergave. Figuur 7 geeft een signaalstroom weer volgens één uitvoeringsvorm van de uitvinding. Zoals hier beschreven voor I pre-processing analyse, verzamelt DAS 134 signalen die worden I gegenereerd door detector array 130 op discrete hoekposities van het I 20 roterend platform 124 rond de rotatieas 127, en voert deze signalen in de vorm van projectiegegevens aan de pre-processor 206. De pre-processor 206 I ontvangt projectiegegevens van het DAS 134, voert verscheidene I berekeningen uit op deze gegevens (zoals hiervoor beschreven), en verzendt de voorbewerkte gegevens overeenkomstig hoge energieweergaven naar een I 25 gegevensselectie-inrichting 304 via een hoge energiekanaal 206, en verzendt I de voorbewerkte gegevens overeenkomstig de lage energieweergave naar de gegevensselectie-inrichting 304 via het lage energiekanaal 210. De pre- processor 206 verschaft eveneens de voorbewerkte gegevens overeenkomstig I de hoge energieweergaven aan een reconstructiecomputer 218 via het hoge 30 energiekanaal 208. De reconstructiecomputer 218 ontvangt de voorbewerkte 15 gegevens van het hoge energiekanaal 208 en genereert een planair segment beeldgegevens (d.w.z. een CT beeld), overeenkomstig de hoge energie-projectieseries rond de rotatieas 127. De reconstructiecomputer 218 verschaft het CT beeld aan een ruimtelijke analysecomputer 302, die het CT 5 beeld ontvangt en analyseert voor het bepalen van de optimale projectiehoek of -hoeken voor het waarnemen van het te detecteren object in het beeld. De ruimtelijke analysecomputer 302 verschaft deze optimale hoekinformatie via hoekinformatiekanaal 312 aan de gegevensselectie-inrichting 304, en selecteert de hoge en lage energiegegevens 10 overeenkomstig de optimale projectiehoek en verschaft deze gegevens aan projectie-computer 306. De projectie-computer 306 ontvangt de hoge energie projectiegegevens en de lage energie projectiegegevens, en voert de AMA verwerking uit voor het produceren van een eerste stroom AMA projectiegegevens 214 die afhangt van een eerste parameter van het te 15 scannen materiaal en een tweede stroom AMA projectiegegevens 216 die afhangt van een tweede parameter van het te scannen materiaal.The invention relates to an explosive detection system I in which dual energy information from a scan is utilized. In particular, the invention determines certain characteristics and physical parameters of a material to be examined that is generated by a relatively small number of high and low energy projection images of an X-ray scanner, such as those described for multiple projection / non-CT analysis, but I utilized spatial information from a CT reconstruction of either a group of high energy projections or a group of low group energy projections to select the best representation. Figure 7 shows a signal current according to one embodiment of the invention. As described herein for I pre-processing analysis, DAS 134 collects signals generated by detector array 130 at discrete angular positions of the I rotating platform 124 around the axis of rotation 127, and outputs these signals in the form of projection data to the pre-processing processor 206. The pre-processor 206 I receives projection data from the DAS 134, performs various I calculations on this data (as described above), and transmits the pre-processed data in accordance with high energy displays to a data selection device 304 via a high energy channel 206, and I sends the pre-processed data according to the low energy display to the data selection device 304 via the low energy channel 210. The pre-processor 206 also provides the pre-processed data according to I the high energy displays to a reconstruction computer 218 via the high energy channel 208. The reconstruction computer 218 receives the processed data from the higher education institute energy channel 208 and generates a planar segment of image data (i.e. a CT image), corresponding to the high energy projection series around the axis of rotation 127. The reconstruction computer 218 provides the CT image to a spatial analysis computer 302, which receives and analyzes the CT 5 image to determine the optimum projection angle or angles for viewing of the object to be detected in the image. The spatial analysis computer 302 provides this optimum angle information via angle information channel 312 to the data selection device 304, and selects the high and low energy data 10 according to the optimum projection angle and provides this data to projection computer 306. The projection computer 306 receives the high energy projection data and the low energy projection data, and performs the AMA processing to produce a first stream of AMA projection data 214 that depends on a first parameter of the material to be scanned and a second stream of AMA projection data 216 that depends on a second parameter of the material to be scanned. scanning material.

De uitvinding die in figuur 7 weergegeven, is soortgelijk aan het meervoudige projectie/non-CT systeem dat in figuur 6 is weergegeven met dien verstande dat de uitvinding een projectie kiest van een bepaalde 20 projectiehoek van het roterend platform 124 rond rotatieas 127. Zoals hiervoren toegelicht, zullen een hoge energieprojectie en een lage energie projectie van een enkele hoekpositie van het roterend platform 124 een accurate parametrische informatie omtrent het te bestuderen object opleveren, zolang geen andere objecten zich in de bundelbaan bevinden 25 tussen de röntgenbron en de detectorreeks. De hoek van het roterend platform, die overeenstemt met zulk een optimale of vrije-baanprojectie, wordt hierna aangeduid als de vrije baanhoek. De uitvinding benut informatie van het CT beeld dat wordt verschaft door de reconstructiecomputer 218 voor het selecteren van de projectie die overeenkomt met de 30 vrije baanhoek. Hoewel de weergegeven uitvoeringsvorm een CT beeld I 16 I reconstrueert van gegevens die overeenstemmen met de hoge energie- I niveaus, kunnen andere uitvoeringsvormen van de uitvinding gebruik- I maken van gegevens die overeenstemmen met de lage energieniveaus, of I van een combinatie van de hoge en lage energieniveaus, voor het I 5 reconstrueren van een CT beeld voor het bepalen van de vrije baanhoek.The invention shown in Figure 7 is similar to the multiple projection / non-CT system shown in Figure 6 provided that the invention selects a projection of a certain projection angle of the rotating platform 124 around axis of rotation 127. As before explained, a high energy projection and a low energy projection of a single angular position of the rotating platform 124 will provide accurate parametric information about the object to be studied, as long as no other objects are in the beam path between the X-ray source and the detector array. The angle of the rotating platform corresponding to such an optimum or free-path projection is hereinafter referred to as the free-path angle. The invention utilizes information from the CT image provided by the reconstruction computer 218 to select the projection corresponding to the free path angle. Although the illustrated embodiment reconstructs a CT image I 16 I of data corresponding to the high energy levels, other embodiments of the invention may use data corresponding to the low energy levels, or I of a combination of the high energy levels. and low energy levels, for reconstructing a CT image for determining the free path angle.

I Figuur 8 toont een materiaal-analysecomputer 402 die de AMAFigure 8 shows a material analysis computer 402 representing the AMA

I projectiegegevens van het systeem ontvangt dat in figuur 7 is weergegeven.I receives projection data from the system shown in Figure 7.

I De materiaal-analysecomputer 402 ontvangt de eerste stroom AMAThe material analysis computer 402 receives the first stream of AMA

I projectiegegevens 214 die afhankelijk zijn van een eerste parameter van het I 10 te scannen materiaal en een tweede stroom AMA projectiegegevens 216 die I afhankelijk zijn van een tweede parameter van het te scannen materiaal.I projection data 214 that is dependent on a first parameter of the material to be scanned and a second stream of AMA projection data 216 that is dependent on a second parameter of the material to be scanned.

I De materiaal-analysecomputer 402 benut deze informatie met betrekking I tot de twee parameters van het te scannen materiaal (bijvoorbeeld het atoomgetal en de dichtheid) voor het onderscheid maken tussen explosieve I 15 en niet-explosieve materialen. De materiaal-analysecomputer 402 I produceert daardoor gegevens met betrekking tot de identificatie van het I materiaal.The material analysis computer 402 uses this information with regard to the two parameters of the material to be scanned (for example the atomic number and the density) for distinguishing between explosive and non-explosive materials. The material analysis computer 402 I thereby produces data relating to the identification of the I material.

I In een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de ruimte- lijke analysecomputer 302 twee of meer vrije-baanprojectiehoeken bepalen I 20 en deze meervoudige hoekinformatie via hoekinformatiebaan 312 aan de gegevensselectie-inrichting 304 verschaffen. De gegevensselectie-inrichting I 304 ontvangt deze meervoudige hoekinformatie en selecteert de hoge en lage energieprojectiebeelden die overeenkomen met de vrije-baanprojecties I en in de meervoudige hoekinformatie zijn aangegeven. De projectie- I 25 computer 306 ontvangt de hoge energie projectiegegevens en de lage energie projectiegegevens, en voert AMA verwerking uit voor het produceren van een eerste stroom AMA projectiegegevens 214 die afhangt van een eersteIn another embodiment of the invention, the spatial analysis computer 302 can determine two or more free-path projection angles and provide this multiple angle information to the data selection device 304 via angle information path 312. The data selection device I 304 receives this multiple angle information and selects the high and low energy projection images corresponding to the free-path projections I and indicated in the multiple angle information. The projection computer 306 receives the high energy projection data and the low energy projection data, and performs AMA processing to produce a first stream of AMA projection data 214 that depends on a first

parameter van een te scannen materiaal, en een tweede stroom AMAparameter of a material to be scanned, and a second stream of AMA

projectiegegevens 216, die afhangt van een tweede parameter van te 30 scannen materiaal.projection data 216, which depends on a second parameter of material to be scanned.

1717

In nog een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de ruimtelijke analysecomputer 302 eveneens de lineaire afmeting bepalen (d.w.z. de dikte) van het te scannen materiaal langs een as die wordt gedefinieerd door de bundelbaan tussen röntgenbron en detectorreeks 5 wanneer het roterend platform zich op de vrije baanhoek bevindt. De lineaire afmeting van het materiaal langs deze as kan worden gebruikt door projectie-computer 306 als een parameter van het AMA proces voor het verder verfijnen van de bepaling op de eerste stroom AMA projectiegegevens 214 en de tweede stroom AMA projectiegegevens 216.In yet another embodiment of the invention, the spatial analysis computer 302 may also determine the linear size (ie, the thickness) of the material to be scanned along an axis defined by the beam path between X-ray source and detector array 5 when the rotating platform is on the free platform. lane corner. The linear dimension of the material along this axis can be used by projection computer 306 as a parameter of the AMA process to further refine the determination on the first stream of AMA projection data 214 and the second stream of AMA projection data 216.

10 De uitvinding kan in andere specifieke uitvoeringsvormen worden uitgevoerd zonder af te wijken van de geest van de uitvinding of essentiële kenmerken daarvan. De huidige uitvoeringsvormen worden daarom beschouwd als zijnde illustratief en niet beperkend, waarbij de scoop van de uitvinding wordt bepaald door de hiernavolgende conclusies in plaats van de 15 voorafgaande beschrijving, waarbij alle variaties binnen het bereik of equivalentie van conclusies zijn bedoeld om daarin te zijn opgenomen.The invention can be practiced in other specific embodiments without departing from the spirit of the invention or essential features thereof. The present embodiments are therefore considered to be illustrative and not restrictive, the scope of the invention being defined by the following claims instead of the preceding description, wherein all variations within the scope or equivalence of claims are intended to be incorporated therein .

Claims (20)

1. Werkwijze voor het bepalen van een object in een gebied met een I longitudinale as, welk object ten minste een eerste en een tweede fysiek kenmerk bezit, welke werkwijze omvat: Η A. het scannen van een gebied voor het genereren van scan- I 5 gegevens die reporesentatief zijn voor dit gebied, waarbij de I scanning omvat: I i. het aan tegenover elkaar gelegen zijden van het gebied I verschaffen van een stralingsbron die afwisselend op een eerste en een tweede energieniveau straalt, en een detector 10 array; ii. het roteren van ten minste de stralingsbron rond de longitudinale as, terwijl de stralingsbron straling uitzendt naar de detector array; en iii. het vanuit het gebied ontvangen van straling met behulp 15 van het detector array voor het genereren van scangegevens voor dat gebied op het eerste energieniveau en het tweede energieniveau; B. het definiëren van ten minste één planair segment beeldgegevens, waarbij afzonderlijke gegevenssegmenten 20 overeenkomen met een positie langs de longitudinale as van H het gebied, en waarbij elk van de plakken beeldgegevens een aantal scanprojecties definiëren, die worden verkregen van H respectieve waarneemhoeken gedurende het scannen, H waarbij de scan-projectiegegevens scandata omvatten van de 25 respectieve waarneemhoek; C. het selecteren van ten minste één vrije-baanscanprojectie H van het beeldgegevenssegment, dat overeenkomt met één van de waarneemhoeken, waarbij de vrije-baanprojectie ten minste het object omvat, en het selecteren van een eerste groep scangegevens op het eerste energieniveau en een tweede groep scangegevens op het tweede energieniveau, 5 waarbij elke groep gegevens overeenkomt met de vrije- baanprojectie; D. het genereren van een eerste waarde die een eerste fysiek kenmerk representeert en een tweede waarde die een tweede fysiek kenmerk representeert uit de eerste en tweede groep 10 scangegevens, en het herkennen en identificeren van het object als functie van de eerste en de tweede waarde.A method for determining an object in an area with an I longitudinal axis, which object has at least a first and a second physical characteristic, which method comprises: Η A. scanning an area for generating scan I Data representative of this region, the scanning comprising: i. providing on opposite sides of the region I a radiation source that alternately radiates to a first and a second energy level, and a detector array; ii. rotating at least the radiation source about the longitudinal axis, while the radiation source emits radiation to the detector array; and iii. receiving radiation from the area using the detector array to generate scan data for that area at the first energy level and the second energy level; B. defining at least one planar segment of image data, individual data segments 20 corresponding to a position along the longitudinal axis of H the area, and each of the slices of image data defining a number of scan projections obtained from H respective viewing angles during the scanning, H wherein the scan projection data comprises scan data from the respective viewing angle; C. selecting at least one free-path scan projection H of the image data segment corresponding to one of the viewing angles, the free-path projection comprising at least the object, and selecting a first group of scan data at the first energy level and a second group of scan data at the second energy level, wherein each group of data corresponds to the free-lane projection; D. generating a first value representing a first physical characteristic and a second value representing a second physical characteristic from the first and second group of scan data, and recognizing and identifying the object as a function of the first and the second value . 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vrije-baanprojectie alleen het object omvat. 15Method according to claim 1, characterized in that the free-lane projection comprises only the object. 15 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap van het genereren van de eerste waarde en de tweede waarde verder de stap omvat van het toepassen van een Alvarez/Macovski algoritme op de eerste en de tweede groep scangegevens door middel van een computersysteem, 20 voor het produceren van de eerste en tweede waarde.Method according to claim 1, characterized in that the step of generating the first value and the second value further comprises the step of applying an Alvarez / Macovski algorithm to the first and the second group of scan data by means of a computer system, for producing the first and second value. 4. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het detector array eveneens wordt geroteerd rond de longitudinale as voor het scannen van het gebied. 25The method of claim 1, characterized in that the detector array is also rotated about the longitudinal axis for scanning the area. 25 5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze verder omvat het selecteren van een tweede waarneemhoek voor een tweede vrije baanprojectie van het object, waarbij de tweede vrije-baanprojectie gedurende het scannen wordt gegenereerd vanuit de scangegevens. I 20The method of claim 1, characterized in that it further comprises selecting a second viewing angle for a second free-path projection of the object, wherein the second free-path projection is generated from the scan data during scanning. I 20 6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze verder omvat een aantal additionele waarneemhoeken voor een aantal additionele H vrije-baanprojecties van het object, waarbij het aantal additionele vrije- I 5 baanprojecties wordt gegenereerd van de scandata die zijn gegenereerd I gedurende het scannen.6. Method as claimed in claim 1, characterized in that it further comprises a number of additional observation angles for a number of additional H-free projections of the object, the number of additional free-path projections being generated from the scan data generated during scanning. 7. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gebied wordt gescand door een computer tomografie (CT) inrichting voor het 10 genereren van de scangegevens.7. Method according to claim 1, characterized in that the area is scanned by a computer tomography (CT) device for generating the scan data. 8. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stralings- bron een bron is met een kegelbundel.Method according to claim 1, characterized in that the radiation source is a source with a cone beam. 9. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap van het selecteren van ten minste één vrije-baanprojectie verder de stap omvat van het bepalen van een lineaire afmeting van het object langs een as die wordt gedefinieerd door de vrije-baanprojectie.The method of claim 1, characterized in that the step of selecting at least one free-path projection further comprises the step of determining a linear dimension of the object along an axis defined by the free-path projection. 10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het stap van het herkennen van het object verder omvat de lineaire afmeting als parameter van die functie.The method of claim 9, characterized in that the step of recognizing the object further comprises the linear dimension as a parameter of that function. 11. Inrichting voor het detecteren van een object in een gebied met een H 25 longitudinale as, waarbij het object ten minste een eerste fysiek kenmerk H heeft en een tweede fysiek kenmerk, welke inrichting omvat: Η A. een stralingsbron die afwisselend op een eerste energie- H niveau en een tweede energieniveau straalt, en een reeks detectoren, die zijn opgesteld aan tegenover elkaar gestelde zijden H 30 van het gebied, welke stralingsbron op een roteerbaar lichaam is gemonteerd dat kan roteren rond de longitudinale as van het gebied, terwijl de stralingsbron straling uitzendt naar de detectorreeks, welke detectorreeks straling ontvangt vanuit het gebied voor het genereren van scangegevens voor het gebied;11. Device for detecting an object in an area with an H longitudinal axis, the object having at least a first physical characteristic H and a second physical characteristic, which device comprises: A. a radiation source alternating on a first energy H level and a second energy level, and a series of detectors arranged on opposite sides H 30 of the area, which radiation source is mounted on a rotatable body that can rotate about the longitudinal axis of the area, while the radiation source emits radiation to the detector array, which detector array receives radiation from the area for generating scan data for the area; 5 B. een reconstructiecomputer voor het ontvangen van een aantal scanprojecties die voor de scandetectoren worden verkregen van een respectief aantal gezichtshoeken, waarbij elke scanprojectie scangegevens omvat voor de respectieve waarneemhoek, en de reconstructie-computer verder ten minste 10 één planair segment beeldgegevens definieert, waarbij een segment beeldgegevens correspondeert met een positie langs de longitudinale as van het gebied; C. een ruimtelijke analyse-computer voor het ontvangen van het segment beeldgegevens en het selecteren van ten minste één 15 vrije-baanprojectie, die overeenkomt met één van genoemde waarneemhoeken, waarbij de vrije-baanprojectie ten minste het object omvat en waarbij een gegevensselectieinrichting groepen scangegevens ontvangt en een eerste groep scangegevens op een eerste energieniveau selecteert en een tweede groep scangegevens 20 op een tweede energieniveau, waarbij elke groep scangegevens correspondeert met de vrije-baanprojectie; D. een projectie-computer voor het ontvangen van de eerste groep scangegevens en de tweede groep scangegevens en het genereren van een eerste waarde die representatief is voor de 25 eerste fysieke eigenschap en een tweede waarde die representatief is voor de tweede fysieke eigenschap, en het herkennen en identificeren van het object als functie van de eerste en tweede waarde. I 22B. a reconstruction computer for receiving a number of scan projections obtained for the scan detectors from a respective number of viewing angles, wherein each scan projection comprises scan data for the respective viewing angle, and the reconstruction computer further defines at least one planar segment of image data, wherein a segment of image data corresponding to a position along the longitudinal axis of the area; C. a spatial analysis computer for receiving the segment of image data and selecting at least one free-lane projection corresponding to one of said observation angles, the free-lane projection comprising at least the object and a data selection device comprising groups of scan data receives and selects a first group of scan data at a first energy level and a second group of scan data at a second energy level, each group of scan data corresponding to the free-lane projection; D. a projection computer for receiving the first group of scan data and the second group of scan data and generating a first value representative of the first physical property and a second value representative of the second physical property, and the recognize and identify the object as a function of the first and second value. I 22 12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de vrije- I baanprojectie aleen het object omvat.Device as claimed in claim 11, characterized in that the free-lane projection only comprises the object. 13. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de projectie- 5 computer programmatuur omvat voor het toepassen van een Alvarez/Macovski algoritme op eerste en tweede groep scangegevens door middel van een computersysteem, voor het produceren van de eerste en tweede waarde. I 10 14. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de I detectorreeks eveneens wordt geroteerd door de longitudinale as voor het scannen van het gebied.13. Device as claimed in claim 11, characterized in that the projection computer comprises software for applying an Alvarez / Macovski algorithm to first and second group of scan data by means of a computer system, for producing the first and second value. 14. Device as claimed in claim 11, characterized in that the detector set is also rotated by the longitudinal axis for scanning the area. 15. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de 15 gegevensselectie-inrichting verder een tweede waarneemhoek selecteert I voor een tweede vrije-baanprojectie van het object, waarbij de tweede vrije- baanprojectie wordt gegenereerd van de scangegevens die zijn gegenereerd I gedurende het scannen.15. Device as claimed in claim 11, characterized in that the data selection device further selects a second observation angle I for a second free-path projection of the object, wherein the second free-path projection is generated from the scan data generated I during the scanning. 16. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de gegevensselectie-inrichting verder een aantal additionele waarneemhoeken selecteert voor een aantal additionele vrije-baanprojecties van het object, welke additionale vrije-baanprojecties worden gegenereerd van de scangegevens die zijn gegenereerd door de detectorreeks. I 25The device of claim 11, characterized in that the data selection device further selects a number of additional viewing angles for a number of additional free-path projections of the object, which additional free-path projections are generated from the scan data generated by the detector array. I 25 17. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het gebied wordt gescand met een computer-tomografie (CT) inrichting voor het genereren van scangegevens.Device according to claim 11, characterized in that the area is scanned with a computer tomography (CT) device for generating scan data. 18. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de stralingsbron een kegelbundelbron is. iDevice according to claim 11, characterized in that the radiation source is a cone-beam source. i 19. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de 5 ruimtelijke analyse-computer een lineaire afmeting bepaalt van het object langs een as die wordt gedefinieerd door de vrije-baanprojectie.19. Device as claimed in claim 11, characterized in that the spatial analysis computer determines a linear dimension of the object along an axis defined by the free-path projection. 20. Inrichting volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de projectie- computer verder de lineaire dimensie omvat als parameter van die functie. I j 1017183Device according to claim 19, characterized in that the projection computer further comprises the linear dimension as a parameter of that function. 1017183